已知函数f(x)=ax-lnx(a∈R),,其中x∈(0,e]
(1)若a=1,求f(x)的极小值;
(2)在(1)条件下证明;
(3)是否存在实数a>0,使f(x)的最小值为3,如果存在,求出实数a的值,若不存在,说明理由.
网友回答
解:(1)∵f(x)=ax-lnx,f′(x)=1-=,
∴当0<x<1时,f′(x)<0,此时f(x)单调递减;
当1<x<e时,f′(x)>0,此时f(x)单调递增.…(3分)
∴f(x)的极小值为f(1)=1.…(4分)
(2)∵f(x)的极小值为1,即f(x)在(0,e)上的最小值为1,
∴f(x)>0,f(x)min=1.…(6分)
令h(x)=g(x)+=+,h′(x)=,
当0<x≤e时,h′(x)>0,h(x)在x∈(0,e]上单调递增,
∴h(x)≤h(e)=+<+=1,…(9分)
∴在(1)的条件下,f(x)>g(x)+.…(10分)
(3)假设存在实数a,使f(x)=ax-lnx,x∈[0,e]有最小值3,f′(x)=a-=,
①当0<<e时,f(x)在(0,)上单调递减,在(,e]上单调递增.
f(x)min=f()=1+lna=3,a=e2,满足条件.…(13分)
②当≥e时,f(x)在(0,e]上单调递减,f(x)min=f(e)=ae-1=3,a=(舍去),
所以,此时f(x)无最小值.…(15分)
综上,存在实数a=e2,使得当x∈(0,e]时f(x)有最小值为3.…(16分)
解析分析:(1)先求导函数,由导数小于0得单调减区间,导数大于0的增区间,从而确定函数的极值;(2)确定f(x)在(0,e)上的最小值为1,h(x)=g(x)+?在(0,e]上的最大值为1,从而得证;(3)假设存在实数a,使f(x)=ax-lnx,x∈[0,e]有最小值3,由于f′(x)=a-=,故要进行分类讨论:①0<<e;②≥e,从而得解.
点评:本题以函数为载体,考查导数的运用,考查函数的极值,考查函数的最值,同时考查了存在性问题.